Handleiding Steentoets 2014 : Excel-programma voor het toetsen en ontwerpen van steenzettingen

(1)

Handleiding Steentoets2014

Excel-programma voor het toetsen en ontwerpen van steenzettingen

(2)

(3)

Handleiding Steentoets2014

Excel-programma voor het toetsen en ontwerpen van steenzettingen

1208045-009

(4)

(5)

Titel Handleiding Steentoets2014 Opdrachtgever Rijkswaterstaat WVL en Projectbureau Zeeweringen Project 1208045-009 Kenmerk 1208045-009-HYE-0009 Pagina's 57 Handleiding Steentoets2014 Trefwoorden

Steenzettingen, talud bekledingen van gezette steen, dijkbekledingen, toetsing Samenvatting

In het kader van de toetsing van de waterkeringen zoals voorgeschreven in de Waterwet dienen ook steenzettingen periodiek getoetst te worden. Om de toetsing te vereenvoudigen is door Rijkswaterstaat in 2006 het initiatief genomen om een computerprogramma te laten ontwikkelen dat al het rekenwerk en de beoordelingen uitvoert. Er is gekozen voor een programma op basis van Microsoft Excel, omdat dit bij alle diensten van Rijkswaterstaat en de waterschappen gemakkelijk geïnstalleerd kan worden zonder tussenkomst van de ICT-afdeling. Bovendien geeft het de mogelijkheid om gemakkelijk aanvullende berekeningen aan de spreadsheet toe te voegen. In de afgelopen jaren is veel nieuwe kennis op het gebied van het toetsen van steenzettingen verworven, vooral in het kader van het meerjarige project ‘Advisering steenbekledingen Zeeland’ voor het Projectbureau Zeeweringen (PBZ). Dit projectbureau is opgericht ten behoeve van de renovatie van de steenzettingen in Zeeland en is een samenwerking van Rijkswaterstaat Zeeland en het Waterschap Scheldestromen. Contractueel is WVL van Rijkswaterstaat de opdrachtgever namens PBZ voor het onderhavige onderzoek. Het deel van het project dat gericht is op kennisontwikkeling sluit aan op het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen dat uitgevoerd is in de periode van 2003-2009 in opdracht van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat namens PBZ.

In het rekenmodel STEENTOETS2014 zijn de nieuwste inzichten uit deze onderzoeksprojecten verwerkt (t/m 2013). Het is de opvolger van STEENTOETS2008 (versie 1.15) en STEENTOETS2010 (versie 1.14).

In het onderhavige rapport is uitgelegd hoe dit programma gebruikt kan worden. Opgemerkt moet worden dat dit slechts een hulpmiddel is bij het toetsen en ontwerpen van steenzettingen. De gebruiker blijft uiteindelijk altijd verantwoordelijk voor het resultaat (zie disclaimer in hoofdstuk 1). Het programma is ontwikkeld voor Excel 2003 en is tevens getest voor:

• Windows XP prof. Engels, met Excel 2003 Engels

• Windows XP prof. Nederlands, met Excel 2003 Nederlands • Windows Vista 2006 Engels met Excel 2007 prof. Engels

• Windows 7 (32 bit) prof. Engels met Excel 2007 professional Engels

• Windows 7 (64 bit) prof. Engels met Excel 2010 (32 bit) professional Engels

• Windows 7 (64 bit) Home Premium Nederlands met Excel 2010 (32 bit) professional Nederlands

• Windows 8 (64 bit) Nederlands met Excel 2013 (64 bit) professional Engels

Het met deze handleiding opgeleverde programma is STEENTOETS2014 versie 14.1.1.1. Dit programma is goedgekeurd door ENW en RWS en mag toegepast worden voor het ontwerpen van nieuwe steenzettingen en het toetsen van bestaande steenzettingen. De toetsing in het kader van de derde toetsronde moet uitgevoerd worden met STEENTOETS2008.

Het programma kan gratis gedownload worden van de website van de helpdesk water: http://www.helpdeskwater.nl/onderwerpen/applicaties-modellen/

(6)

Titel Handleiding Steentoets2014 Opdrachtgever Rijkswaterstaat WVL en Projectbureau Zeeweringen Project 1208045-009 Kenmerk 1208045-009-HYE-0009 Pagina's 57 Referenties

Waterdienst zaaknummer 31080349 / 4500210457 van 26 maart 2013 Contactpersoon Waterdienst: dhr. K. Saathof

Contactpersoon Projectbureau Zeeweringen van RWS: dhr. Y. Provoost

Versie Datum Auteur Paraaf Review Paraaf Goedkeuring Paraaf

4 feb. 2011 Mark Klein Breteler Robert 't Hart Marcel van Gent 5 mei 2012 Mark Klein Breteler Robert 't Hart Marcel van Gent 6 aug. 2013 Mark Klein Breteler Robert 't Hart Marcel van Gent 7 feb. 2014 Mark Klein Breteler Robert 't Hart Marcel van Gent 8 jul. 2014 Mark Klein Breteler Robert 't Hart Marcel van Gent

Status definitief

(7)

1208045-009-HYE-0009, 1 juli 2014, definitief

Handleiding Steentoets2014 i

Inhoud

Lijst van kolommen in het werkblad ‘toetsing’ iii

1 Inleiding 1

2 Algehele opzet van het programma 7

3 Invoer ten behoeve van toetsing 11

3.1 Algemeen 11

3.2 Golfrandvoorwaarden en stroming 13

3.2.1 Locatie (Kolom A en B) 13

3.2.2 Waterstanden (kolom C t/m E) 14

3.2.3 Stroomsnelheid (Kolom F) 14

3.2.4 Golfcondities (Kolom G t/m Kolom AJ) 14

3.2.5 Golfrichting 16

3.3 Toetsing 16

3.3.1 Foutindicatie (Kolom A) 17

3.3.2 Identificatie van het dwarsprofiel (Kolom B t/m Kolom I) 17 3.3.3 Geometrie van het dijkprofiel en eigenschappen van de steenzetting (Kolom J

t/m Kolom V) 18

3.3.4 Toplaag (Kolom W tot en met Kolom AQ) 22

3.3.5 Geotextiel tussen toplaag en filter/uitvullaag (Kolom AS t/m Kolom AU) 24 3.3.6 Bovenste filterlaag/uitvullaag (Kolom AV t/m Kolom AY) 25

3.3.7 Tweede filterlaag (Kolom AZ t/m Kolom BD) 25

3.3.8 Geotextiel op klei of zand (Kolom BE t/m Kolom BH) 26 3.3.9 Eigenschappen van de klei (Kolom BI t/m Kolom BM) 26 3.3.10 Eigenschappen van het zand (Kolom BN t/m Kolom BP) 27 3.3.11 Type bovenste overgang(sconstructie) (Kolom BQ) 27

3.3.12 Breedte van de waterkering (Kolom BR) 29

3.3.13 Ervaring (Kolom BS t/m Kolom BX) 30

3.3.14 Opmerkingen (Kolom BY) 31

3.3.15 Golventabel (kolom BZ) 31

4 Toetsresultaten 33

4.1 Hydraulische randvoorwaarden (Kolom BZ t/m Kolom CH) 33

4.2 Afschuiving (Kolom CI en Kolom CJ) 33

4.3 Materiaaltransport (Kolom CK en Kolom CL) 34

4.4 Stabiliteit van de toplaag (Kolom CM t/m Kolom CW) 34

4.5 Overgang(sconstructie) (kolom CX) 36

4.6 Erosie onderlagen (Kolom CY t/m Kolom DA) 36

4.7 Eindscore (Kolom DB) 36

4.8 Beheerdersoordeel en eindoordeel (Kolom DC t/m Kolom DG) 38 4.9 Waarschuwingen en foutmeldingen (Kolom DH en Kolom DI) 38

4.10 Aanvullende tussenresultaten 38

5 Specifieke ontwerpaspecten 41

(8)

7 Overige opties 45

7.1 Samenvattend overzicht van de resultaten 45

7.2 Figuur van het dwarsprofiel 45

7.3 Overnemen van invoer van Steentoets 4.0 45

8 Problemen oplossen 47

8.1 Niets werkt 47

8.2 Tijdens laden al vele foutmeldingen 48

8.3 De spreadsheet rekent niet 48

8.4 Hier en daar verschijnt WAARDE# of VALUE# 48

8.5 Er ontstaan tientallen Error-messages 49

8.6 In Vista ontstaat een melding bij het opslaan 49

8.7 Het menu ‘toetsing’ of ‘ontwerp’ is verdwenen 50

8.8 Er zijn foutmeldingen in Kolom DH 50

8.9 Er zijn waarschuwingen 51

8.10 Er verschijnt een rode cirkel rond een cel 51

8.11 Error 13 (type mismatch) 51

8.12 Er verschijnen pop-up windows met ‘error’ 52

8.13 Het resultaat in een cel is 1030 52

8.14 De score is “?” 52

8.15 Er wordt geen onderscheid gemaakt tussen twee dwarsprofielen 52

8.16 In cel B5 of B8 staat het verkeerde gebied vermeld 52

8.17 Kolommen m.b.t. tweede filterlaag zijn verdwenen 53

8.18 Kolommen m.b.t. geotextiel tussen toplaag en filterlaag zijn verdwenen 53

8.19 Kolommen m.b.t. gaten in de blokken zijn verdwenen 53

8.20 Foutmelding: toetsing op langsstroming nodig 53

8.21 Foutmelding: gat in profiel of segmenten niet op volgorde 53 8.22 STEENTOETS verandert de coördinaten van het dwarsprofiel 54

8.23 Verrassende resultaten 54 8.24 Helpdesk Water 55 9 Referenties 57 Bijlage(n) A Checklist A-1 B Inwinformulier B-1 C Standaardwaarden C-1 D Werkblad ‘Info’ D-1

(9)

Handleiding Steentoets2014 iii

Lijst van kolommen in het werkblad ‘toetsing’

Kolom Omschrijving

Kolom A foutindicatie

Kolom B naam van het dijkvak Kolom C vlaknummer

Kolom D dwarsprofiel

Kolom E subvakgrenzen ten behoeve van de randvoorwaarden, vanaf Kolom F subvakgrenzen ten behoeve van de randvoorwaarden, tot Kolom G aanlegjaar

Kolom H schade in het jaar

Kolom I havendam, ja/nee (blanco = dijk)

Kolom J dijkoriëntatie, normaal op de dijk in graden ten opzichte van Noord, richting het water

Kolom K niveau van het voorland bij de teen van de dijk (m+NAP) Kolom L helling van het voorland (tanbodem)

Kolom M horizontale coördinaat van het begin van het bekledingssegment (mogelijk verborgen)

Kolom N verticale coördinaat van het begin van het bekledingssegment (mogelijk verborgen)

Kolom O horizontale coördinaat van het einde van het bekledingssegment (mogelijk verborgen)

Kolom P verticale coördinaat van het einde van het bekledingssegment (mogelijk verborgen)

Kolom Q niveau van de onderste overgang(sconstructie) van het bekledingssegment (mogelijk verborgen)

Kolom R niveau van de bovenste overgang(sconstructie) van het bekledingssegment (mogelijk verborgen)

Kolom S taludhelling tan (mogelijk verborgen)

Kolom T breedte van het segment (horizontaal gemeten) (mogelijk verborgen) Kolom U type toplaag

Kolom V type onderlagen Kolom W Toplaagdikte

Kolom X breedte van de stenen (zoals deze te zien zijn in een dwarsdoorsnede) Kolom Y lengte van de stenen (evenwijdig aan de waterlijn)

Kolom Z breedte van de stootvoegen (voegen die van boven naar beneden langs de dijk lopen)

Kolom AA breedte van de langsvoegen (voegen evenwijdig aan de waterlijn) Kolom AB open oppervlak tussen de stenen

Kolom AC zijn er gaten in de stenen, ja/nee

Kolom AD doorstroomoppervlak van de gaten van type 1 (mogelijk verborgen) Kolom AE aantal gaten per steen van type 1 (mogelijk verborgen)

Kolom AF doorstroomoppervlak van de gaten van type 2 (mogelijk verborgen) Kolom AG aantal gaten per steen van type 2 (mogelijk verborgen)

Kolom AH doorstroomoppervlak van de gaten van type 3 (mogelijk verborgen) Kolom AI aantal gaten per steen van type 3 (mogelijk verborgen)

Kolom AJ karakteristieke openingen ten aanzien van het mechanisme materiaaltransport uit de granulaire laag

(10)

Kolom AL is de toplaag in gewassen met steenslag, ja/nee

Kolom AM korrelgrootte van het inwasmateriaal, die door 15 gewichtsprocenten onderschreden wordt

Kolom AN liggen de stenen in de toplaag goed geklemd, ja/nee

Kolom AO grootte van oneffenheden in de bekleding van een havendam

Kolom AP de diepte van de ingieting met gietasfalt of beton tussen de spleten, gerekend vanaf het toplaagoppervlak

Kolom AQ resultaat van een valgewichtdeflectiemeting op een ingegoten toplaag

Kolom AR is er een geotextiel tussen de toplaag en het granulaire filter aanwezig, ja/nee Kolom AS dikte van het geotextiel direct onder de toplaag (mogelijk verborgen)

Kolom AT gemeten debiet/m2 door het geotextiel bij het meten van de doorlatendheid (mogelijk verborgen)

Kolom AU het verval over het geotextiel bij het meten van de doorlatendheid (mogelijk verborgen)

Kolom AV dikte van de bovenste filterlaag, direct onder de toplaag

Kolom AW korrelgrootte van het filtermateriaal, die door 15 gewichtsprocenten onderschreden wordt

Kolom AX korrelgrootte van het filtermateriaal, die door 50 gewichtsprocenten onderschreden wordt

Kolom AY porositeit van het filtermateriaal

Kolom AZ is er een tweede filterlaag onder de eerste filterlaag, ja/nee (mogelijk verborgen)

Kolom BA dikte van de tweede filterlaag (mogelijk verborgen)

Kolom BB korrelgrootte van het filtermateriaal in de tweede filterlaag, dat door 15 gewichtsprocenten onderschreden wordt (mogelijk verborgen)

Kolom BC korrelgrootte van het filtermateriaal in de tweede filterlaag, dat door 50 gewichtsprocenten onderschreden wordt (mogelijk verborgen)

Kolom BD porositeit van het filtermateriaal in de tweede filterlaag (mogelijk verborgen) Kolom BE O90 (karakteristieke maaswijdte) van het geotextiel tussen het granulaire filter

en de ondergrond

Kolom BF dikte van het geotextiel tussen het granulaire filter en de ondergrond Kolom BG gemeten debiet/m2 door het geotextiel bij het meten van de doorlatendheid Kolom BH het verval over het geotextiel bij het meten van de doorlatendheid

Kolom BI dijkopbouw ten aanzien van klei (geen klei, kleilaag, kleikern, zandscheg) Kolom BJ dikte van de kleilaag

Kolom BK kwaliteit van de klei

Kolom BL korrelgrootte van de klei, die door 50 gewichtsprocenten onderschreden wordt Kolom BM korrelgrootte van de klei, die door 90 gewichtsprocenten onderschreden wordt Kolom BN korrelgrootte van het zand, die door 15 gewichtsprocenten onderschreden

wordt

Kolom BO korrelgrootte van het zand, die door 50 gewichtsprocenten onderschreden wordt

Kolom BP korrelgrootte van het zand, die door 90 gewichtsprocenten onderschreden wordt

Kolom BQ type van de overgang(sconstructie) aan de bovenzijde van het bekledingssegment

Kolom BR of de breedte van de waterkering op 2,5 m boven de gemiddelde buitenwaterstand groter is dan 150 m

Kolom BS ervaring met materiaaltransport vanuit de ondergrond Kolom BT ervaring met het materiaaltransport vanuit de granulaire laag Kolom BU ervaring ten aanzien van afschuiving

(11)

Handleiding Steentoets2014 v

Kolom BV ervaring ten aanzien van de stabiliteit onder stromingsbelasting (mogelijk verborgen)

Kolom BW ervaring met de overgang(sconstructie)

Kolom BX ervaring met de afstandhouders tussen de blokken in de toplaag Kolom BY opmerkingen van de gebruiker

Kolom BZ te gebruiken golventabel Kolom CA niveau gemiddeld hoogwater Kolom CB toetspeil

Kolom CC maatgevende waterstand ten opzichte van NAP Kolom CD significante golfhoogte op de maatgevende waterstand Kolom CE piekperiode bij de maatgevende waterstand

Kolom CF golfinvalshoek (0o = loodrechte inval) Kolom CG belastingduur

Kolom CH stroomsnelheid langs de dijk (mogelijk verborgen) Kolom CI score m.b.t. het mechanisme afschuiving

Kolom CJ klei/filter-dikte-overschot (negatief: tekort) ten aanzien van het mechanisme afschuiving

Kolom CK score ten aanzien van het mechanisme materiaaltransport vanuit de ondergrond

Kolom CL score ten aanzien van het mechanisme materiaaltransport vanuit de granulaire laag door de toplaag

Kolom CM bermfactor

Kolom CN belastingparameter Hs/(D)

Kolom CO taludhelling tan (mogelijk verborgen) Kolom CP brekerparameter op

Kolom CQ stabiliteit parameter F = op2/3∙Hs/(D) Kolom CR type steenzetting

Kolom CS verhouding tussen maximaal toelaatbare Hs/(D) voor een toetsresultaat ‘goed’ en de optredende waarde

Kolom CT verhouding tussen minimaal benodigde Hs/(D) voor een toetsresultaat ‘onvoldoende’ en de optredende waarde

Kolom CU score ten aanzien van de stabiliteit van de toplaag onder golfbelasting Kolom CV score ten aanzien van de stabiliteit van de toplaag onder stromingsbelasting

(mogelijk verborgen)

Kolom CW schatting van het dikte-overschot (negatief: tekort) ten aanzien van de stabiliteit van de toplaag

Kolom CX score ten aanzien van de bovenste overgang(sconstructie) Kolom CY reststerkte van de filterlaag

Kolom CZ reststerkte van de kleilaag

Kolom DA score ten aanzien van het mechanisme erosie onderlagen Kolom DB eindscore van Steentoets

Kolom DC beheerdersoordeel

Kolom DD is er verschil tussen het beheerdersoordeel en de resultaten van Steentoets, ja/nee

Kolom DE toelichting ten aanzien van het verschil tussen het beheerdersoordeel en de resultaten van Steentoets

Kolom DF eindoordeel Kolom DG eindoordeel Kolom DH foutmeldingen Kolom DI waarschuwingen

(12)

(13)

Handleiding Steentoets2014 1 van 57

1 Inleiding

In het kader van de toetsing van de waterkeringen zoals voorgeschreven in de Waterwet dienen ook steenzettingen periodiek getoetst te worden. Om de toetsing te vereenvoudigen is door Rijkswaterstaat in 2006 het initiatief genomen om een computerprogramma te laten ontwikkelen dat al het rekenwerk en de beoordelingen uitvoert. Er is gekozen voor een programma op basis van Microsoft Excel, omdat dit bij alle diensten van Rijkswaterstaat en de waterschappen gemakkelijk geïnstalleerd kan worden zonder tussenkomst van de ICT-afdeling. Bovendien geeft het de mogelijkheid om gemakkelijk aanvullende berekeningen aan de spreadsheet toe te voegen.

In de afgelopen jaren is veel nieuwe kennis op het gebied van het toetsen van steenzettingen verworven in diverse onderzoeksprogramma's van Rijkswaterstaat (zoals het ‘Onderzoeks-programma Kennisleemtes Steenbekledingen’). In het rekenmodel STEENTOETS2014 zijn de nieuwe inzichten tot en met 2013 verwerkt. Deze versie is goedgekeurd door ENW en RWS en mag toegepast worden voor het ontwerpen van nieuwe steenzettingen en het toetsen van bestaande steenzettingen. De toetsing in het kader van de derde toetsronde moet uitgevoerd worden met STEENTOETS2008.

De gebruikers van het programma zijn waterbouwkundigen met HBO+ niveau die betrokken zijn bij de toetsing en het ontwerp van steenzettingen. Een deel van deze gebruikersgroep werkt bij een organisatie waar de beveiliging het moeilijk maakt om software geïnstalleerd te krijgen op de PC’s. Daardoor bestaat er een voorkeur voor een programma dat niet met een set-up wizard geïnstalleerd hoeft te worden, en bovendien geen dll-files heeft. Daarom is gekozen voor een Excel-spreadsheet, waarbij de formules zijn geprogrammeerd in VBA-code (Visual Basic for Applications).

Voor het gebruik van een Excel spreadsheet wordt verwezen naar de gewone Excel handleidingen. Deze handleiding behandelt slechts het gebruik van STEENTOETS2014. Voor de basiskennis omtrent het toetsen en ontwerpen van steenzettingen wordt verwezen naar het Technische Rapport Steenzettingen (TAW 2003).

Opgemerkt moet worden dat dit slechts een hulpmiddel is bij het toetsen en ontwerpen van steenzettingen. De gebruiker blijft uiteindelijk altijd zelf verantwoordelijk voor het resultaat (zie ook disclaimer).

Het programma is getest voor:

• Windows XP prof. Engels, met Excel 2002 Engels

• Windows XP home Nederlands, met Excel 2002 Nederlands • Windows XP prof. Nederlands, met Excel 2003 Nederlands • Windows Vista 2006 Engels met Excel 2007 professional Engels • Windows 7 (32 bit) prof. Engels met Excel 2007 professional Engels

• Windows 7 (64 bit) prof. Engels met Excel 2010 (32 bit) professional Engels

• Windows 7 (64 bit) Home Premium Nederlands met Excel 2010 (32 bit) professional Nederlands

• Windows 8 (64 bit) Nederlands met Excel 2013 (64 bit) professional Engels

Het programma is ontwikkeld door Deltares in opdracht van Rijkswaterstaat, WVL. De technische details omtrent het programma zijn beschreven door Klein Breteler (2014).

(14)

Noodzakelijke instellingen van Excel

Omdat in het programma gebruik gemaakt wordt van macro’s moet het beveiligingsniveau van Excel niet op ‘hoog’ staan. Dit kan veranderd worden met het menu ‘extra’ – opties − beveiliging − macro beveiliging (‘tools’ – options – security – macro security), zie ook Figuur 1.1. Bij Excel 2010 moet men bij het opstarten kiezen voor het toestaan van macro’s. In Excel 2013 moet dit ook, zie Figuur 1.4, maar desondanks kan de melding van Figuur 1.5 opkomen. Kies dan ‘ok’ want het programma blijkt wel te werken.

Figuur 1.1 Het toelaten van macro’s in Excel (boven: Excel 2003; onder: Excel 2010).

Nadat dit is ingesteld, moet Excel opnieuw opgestart worden en moet STEENTOETS2014 opnieuw geladen worden.

Aanbevolen wordt om Excel zo in te stellen dat niet na elke toetsaanslag alles opnieuw doorgerekend wordt. De berekeningen zijn namelijk zo omvangrijk, dat dit tientallen seconden tot enkele minuten duurt. Dit kan ingesteld worden met het menu ‘extra’ – opties – berekenen (‘tools’ – options – calculation), zie Figuur 1.2. In Excel 2010 kiest men ‘Bestand’, ‘Opties’,

(15)

‘Formules’, dan ‘Berekeningsopties’ en ‘Handmatig’ (File – Options - Formulas – Calculation options – Manual).

Er kunnen fouten optreden als de instellingen in Windows voor getallen en valuta verschillend zijn. Dit kan gecontroleerd worden door in ‘deze computer’ de ‘configuratie’ te kiezen en vervolgens de ‘landeninstellingen’. Daar moet het decimaalsymbool voor getallen gelijk zijn aan die voor valuta, en moet het verschillend zijn van het cijfergroeperingssymbool (voor duizendtallen) en het lijstscheidingssymbool.

Het is in sommige Excel-versies niet mogelijk om naast Steentoets tegelijkertijd andere programma’s met VBA-code te draaien, zoals Grastoets. Excel kan hier niet mee overweg en zal dus vele ‘error’-mededelingen gaan geven.

Figuur 1.2 Het instellen dat Excel alleen gaat rekenen na het aanslaan van F9 of na het kiezen van ‘bereken alles opnieuw’ uit het menu ‘toetsing’ of ‘ontwerp’.

Figuur 1.3 Waarschuwingen omtrent de macro’s in Vista

In Vista (Excel 2007) ontstaat er een waarschuwing omtrent de geprogrammeerde macro's, zie Figuur 1.3. Men moet hier de optie "Enable this content" aanvinken in het scherm "Microsoft Office Security Options", anders kan het programma geen berekeningen uitvoeren. Verder kan het scherm "Microsoft Office Excel - Compatibility Checker" met enkele meldingen opduiken als de spreadsheet opgeslagen wordt (zie Figuur 1.3). Dit kan geen kwaad en verdwijnt als de spreadsheet wordt opgeslagen als Excel2007-sheet. Als alternatief kan de

(16)

optie "Check compatibility when saving this workbook" uitgevinkt worden en vervolgens de spreadsheet opslaan als “Excel97-2003Workbook.xls”.

In Excel 2007 of Excel 2010 is het toetsing- en ontwerpmenu te vinden via de invoegtoepassingen (zie Figuur 2.2). Bij het opslaan van het bestand moet men kiezen voor “opslaan als: Excel-werkmap met macro’s”.

Figuur 1.4 Het toelaten van macro’s en VBA in Windows8 met Excel 2013, te bereiken via File - Options

Figuur 1.5 Mogelijke waarschuwing bij het laden van het programma met Windows8 en Excel 2013. Kies ‘ok’ want het programma blijkt desondanks wel te werken.

Verschillen met Steentoets2008

In de loop van de jaren is de kennis over de stabiliteit van steenzettingen steeds verder gegroeid, waarbij de nieuwe onderzoeksresultaten ook zijn opgenomen in Steentoets2014. De belangrijkste verschillen met STEENTOETS2008, die specifiek bedoeld was voor de derde toetsronde, zijn:

- Voor de invloed van de scheve golfinval wordt een minimum sectorbreedte aangehouden van 30.

- Als de brekerparameter op > 2 dan wordt ook gecontroleerd of de steenzetting bij op = 2 stabiel is, omdat vaak de stabiliteit bij op = 2 lager is en aangenomen kan worden dat een kleinere golfperiode ook kan voorkomen als de maatgevende condities een relatief grote golfperiode hebben. Daarvoor wordt de golfperiode veranderd en wordt dit bij de waarschuwingen gemeld als dit maatgevend is. Deze optie kan worden in- of uitgeschakeld in de sheet ‘Algemeen’ (default = aan).De invloed van de afstand tot de bovenste overgangsconstructie op de mate van klemming is verminderd.

- Nieuwe kennis voor bekledingen boven het toetspeil: in STEENTOETS2008 moest de steenzetting boven de stilwaterlijn tenminste 80% van de dikte hebben ten opzichte

Trust center

VBA toestaan

(17)

van de steenzetting onder de waterlijn. In STEENTOETS2014 is dit 55% en loopt het af naarmate de steenzetting hoger boven de waterlijn ligt.

- Invloed van ondiepe voorlanden op de locatie van de maximale belasting

- Nieuwe methode voor het berekenen van de belastingduur (met geleidelijke overgang in het criterium ten aanzien van de waterstand).

- Als de helling van het onderste segment flauw is en het voorland steiler dan 1:9, wordt het voorland meegewogen bij het bepalen van de fictieve taludhelling.

- Voor de golfperiode kan men nu ook de Tm-1,0 invoeren. Dit is nauwkeuriger voor als er sprake is van een breed of dubbeltoppig spectrum. Dit kan gekozen worden in de sheet ‘Algemeen’.

- Verder zijn enkele fouten verbeterd.

Problemen of vragen

Mochten er problemen zijn, probeer die dan eerst op te lossen met behulp van de aanwijzingen in hoofdstuk 8.

Met vragen en opmerkingen kunt u terecht bij de ‘helpdesk water’ (zie paragraaf 8.24).

Disclaimer

STEENTOETS2014 is door Deltares in opdracht van Rijkswaterstaat ontwikkeld en is vrij te gebruiken. De gebruiker is zelf verantwoordelijk voor het gebruik van STEENTOETS2014, voor de resultaten die hij daarmee genereert en voor het toepassen van deze resultaten. Deltares en RWS zijn niet aansprakelijk voor enigerlei soort schade ontstaan als gevolg van het gebruik van STEENTOETS2014, de daarmee gegenereerde resultaten, en/of de bijbe-horende voorbeelden of documentatie.

(18)

(19)

2 Algehele opzet van het programma

In dit hoofdstuk is de algemene opzet van het programma uitgelegd. Voor nadere details wordt verwezen naar de volgende hoofdstukken. Steeds wordt de granulaire laag (steenslag, puin, etc.) onder de toplaag van gezette steen een filter genoemd, ook als dit een uitvullaag is. Soms wordt voor de duidelijkheid filter/uitvullaag geschreven.

Het Excel-programma bestaat uit 12 delen (werkbladen, sheets):

• Werkblad met de invoer en uitvoer per bekleding (regel) voor de toetsing: ‘TOETSING’. • Werkblad met een tabel met golfrandvoorwaarden en waterstanden voor de toetsing:

‘Toetsgolven’.

• Werkblad met een overzicht van de toetsresultaten: ’Overzicht toetsresultaten’ • Werkblad met een figuur van het dwarsprofiel: ‘Dwarsprofiel’

• Werkblad met een tabel met algemene constanten en instellingen: ‘Algemeen’. • Werkblad met informatie over toplaag- en filtertypen, en dergelijke: ‘Info’

• Werkblad met de invoer en uitvoer per bekleding (regel) voor het ontwerp: ‘ONTWERP’. • Werkblad met een tabel met golfrandvoorwaarden en waterstanden voor het ontwerp:

‘Ontwerpgolven’.

• Werkblad met een overzicht van de ontwerpresultaten: ’Overzicht ontwerpresultaten’ • Werkblad waarin de data van STEENTOETS versie 4.0 gekopieerd kan worden: ‘Invoer

van STEENTOETS 4.0’.

• Werkblad met informatie over het rekenproces tijdens de toetsing: ‘Rekenproces Toetsing’

• Werkblad met informatie over het rekenproces tijdens de ontwerpberekeningen: ‘Reken-proces Ontwerp’.

Figuur 2.1 Uiterlijk van Steentoets met deel van het werkblad ‘TOETSING’ (Excel2010: zie Figuur 2.2)

De werkbladen ‘TOETSING’ en ‘ONTWERP’ vervullen een centrale rol. Daar worden de gegevens ingevoerd van de te toetsen of te ontwerpen bekleding en daar worden de resultaten van de berekeningen getoond (zie paragraaf 3.3, hoofdstuk 4 en 5).

In de werkbladen ‘Toetsgolven’ en ‘Ontwerpgolven’ worden de hydraulische randvoor-waarden ingevoerd (zie paragraaf 3.2). Per dijkvak zijn er drie tabellen beschikbaar zodat gemakkelijk verschillende randvoorwaardenscenario's doorgerekend kunnen worden. In het

(20)

werkblad ‘TOETSING’ en ‘ONTWERP’ kan men aangeven met welke tabel gerekend moet worden.

De keuzemogelijkheden ten aanzien van de algemene instellingen zijn opgenomen in het werkblad ‘Algemeen’. Daar kan men bijvoorbeeld aangeven of het dwarsprofiel met coördinaten of met taludhellingen moet worden ingevoerd, of er een tweede filterlaag en/of een tweede geotextiel aanwezig is, et cetera (zie paragraaf 3.1). Verder kan men in het werkblad ‘Algemeen’ aangeven welke kolommen getoond moeten worden in het werkblad ’Overzicht toetsresultaten’ en ’Overzicht ontwerpresultaten’ (zie paragraaf 7.1).

Figuur 2.2 Het Steentoets-menu kan in Excel2010 bereikt worden via ‘Invoegtoepassingen’

De werkbladen ‘Dwarsprofiel’, ’Overzicht toetsresultaten’ en ’Overzicht ontwerpresultaten’ kunnen gebruikt worden om snel inzicht te krijgen in de invoer en resultaten, of voor rapportage doeleinden (zie hoofdstuk 7).

In het werkblad ‘Info’ is wat informatie ter toelichting gegeven, zoals de codering van de toplaagtypen en typen filtermateriaal/uitvullaag (zie appendix D).

Verder kan het werkblad ‘Invoer van STEENTOETS 4.0’ gebruikt worden om de data over te zetten van Steentoets versie 4.0 naar STEENTOETS2014 (zie paragraaf 7.3).

Tenslotte zijn er twee werkbladen over het rekenproces. Hier kan de deskundige gebruiker details omtrent het rekenproces zien, zoals welke aspecten/criteria maatgevend waren. Bovenaan het scherm in de werkbladen ‘TOETSING’ en ‘ONTWERP’ is het menu ‘Toetsing’ of ‘Ontwerp’ te vinden (zie Figuur 2.1 en Figuur 2.2). Hiermee kunnen een aantal specifieke commando’s gegeven worden:

1 Invoegen regel(s) (met alle formules, maar zonder invoerdata) 2 Verwijder regel(s)

3 Invoegen kopie van huidige regel

4 Verplaats regel(s) naar klembord (cut to clipboard) 5 Kopieer regel(s) naar klembord (copy to clipboard) 6 Invoegen regels(s) van klembord (paste from clipboard) 7 Bereken alles opnieuw (identiek aan F9).

(21)

8 Bereken huidige dwarsprofiel (handig als de spreadsheet vrij groot is en vrij veel rekentijd vergt, en er slechts één dwarsprofiel opnieuw doorgerekend hoeft te worden).

En voor het menu ‘Toetsing’ zijn er ook nog de commando’s: 9 Kopieer regel naar ‘ontwerp’

10 Kopieer van STEENTOETS 4.0 sheet

Omdat het programma beveiligd is tegen per ongeluk wijzigen, werken de normale commando's voor het verwijderen en invoegen van regels niet. Daarvoor moet men gebruikmaken van het bovenstaande menu.

Het meest gebruikte commando uit dit menu is ‘bereken alles opnieuw’. Normaal zal men het programma zodanig instellen dat niet na elke toetsaanslag alles opnieuw doorgerekend wordt (zie Figuur 1.2 in hoofdstuk 1). Zodra men de invoer weer geheel geüpdate heeft, moet het rekenen gestart worden met ‘bereken alles opnieuw’ uit het menu ‘toetsing’ of ‘ontwerp’ (of F9 aanslaan). Men is dan zeker dat ook alle resultaten weer volledig geüpdate worden.

Let erop dat als er iets gewijzigd is in de werkbladen ‘Toetsgolven’ en ‘Ontwerpgolven’, dat dit pas wordt gebruikt als ‘bereken alles opnieuw’ is toegepast.

F9 is overigens identiek aan het gebruiken van het menu ‘bereken alles opnieuw’.

In het werkblad ‘TOETSING’ is er ook een menu-optie ‘ga naar’. Hiermee kan men direct springen naar specifieke kolommen, zoals die betrekking hebben op de in te voeren gegevens over de toplaag, of het resultaat van de toetsing op afschuiving, et cetera.

De gebruiker heeft de vrijheid om kolommen toe te voegen om vervolgberekeningen te kunnen uitvoeren. Het verwijderen van kolommen wordt afgeraden, omdat het denkbaar is dat het programma daarna de benodigde invoer mist en geen toetsing meer kan uitvoeren. Rijen kunnen zonder problemen toegevoegd en/of verwijderd worden (met het menu ‘toetsing’ bovenaan op het scherm).

De kop van de spreadsheet en de kolommen met formules zijn beschermd tegen per ongeluk overschrijven (protect). Daarom moet steeds eerst de bescherming eraf gehaald worden (unprotect) alvorens kolommen toegevoegd of verwijderd kunnen worden. De beveiliging kan geheel en al verwijderd worden met de toetscombinatie Ctrl-Shift-F12 (of Ctrl-Shift-F9). Daarna zijn ook alle verborgen kolommen met tusseninformatie te zien en kan men bovendien in de VBA-code kijken met Alt-F11. Het aanpassen van de programmacode moet ten zeerste afgeraden worden omdat het bijzonder moeilijk is te overzien wat de consequenties ervan zijn.

Het bekijken van de extra kolommen kan nuttig zijn als er onverwachte resultaten worden berekend. Dit is echter meer iets voor de geavanceerde gebruiker. Ook de opties “Itereer Hs”, “Itereer D” en “Itereer Rho”, die zichtbaar worden als in het werkblad ‘Algemeen’ in cel F17 ‘ja’ wordt ingevuld, zijn bedoeld voor de geavanceerde gebruiker. Ze moeten worden toegepast op een klein aantal regels, tot maximaal 20 à 25. Voor het gebruik van deze opties wordt verwezen naar de documentatie (Klein Breteler, 2014).

Nadere informatie over het rekenproces kan ook verkregen worden uit de werkbladen ‘Rekenproces Toetsing’ en ‘Rekenproces Ontwerp’. Deze werkbladen worden gevuld als in het werkblad ‘Algemeen’ in cel F15 ‘ja’ wordt ingevuld. De rekentijd neemt dan sterk toe, waardoor afgeraden moet worden dit toe te passen op meer dan 50 à 80 regels.

(22)

Opgemerkt moet worden dat STEENTOETS2014 slechts een hulpmiddel is bij het toetsen en ontwerpen van steenzettingen. De gebruiker blijft zelf uiteindelijk altijd verantwoordelijk voor het resultaat (zie ook disclaimer in hoofdstuk 1).

Als het programma niet wil rekenen en bovendien niets blijkt te werken, dan kan het zijn dat de beveiliging te hoog staat ingesteld, zie ook Figuur 1.1 en paragraaf 8.1.

(23)

3 Invoer ten behoeve van toetsing

3.1 Algemeen

Alvorens men de gegevens van een steenzetting kan invoeren is het noodzakelijk een aantal algemene instellingen te regelen in het werkblad ‘Algemeen’. Het gaat daarbij vooral om de gegevens die zijn vermeld in cel F2 t/m F17, zie Figuur 3.1. Sommige rijen kunnen verborgen zijn, afhankelijk van de gekozen instellingen.

Figuur 3.1 Algemene waarden en instellingen in het werkblad ‘Algemeen’. Voor het gebied kan men kiezen uit:

• Westerschelde • Oosterschelde • IJsselmeer • Markermeer • Randmeren • Noordzee • Waddenzee • Benedenrivieren deelgebied 1-2 • Benedenrivieren deelgebied 3-5 • Bovenrivieren • anders

Afhankelijk van het gebied bepaalt STEENTOETS de stormduur en of er getoetst moet worden op stroming (zie Tabel 3.1). Bij de gebiedskeuze ‘anders’ moet dat handmatig ingesteld worden.

Als men doorgaans steenzettingen heeft op een enkele filterlaag (granulaire laag; uitvullaag), of altijd blokken zonder gaten, dan kan in de cel F4 of F6 ‘nee’ worden ingevuld, zodat de spreadsheet niet onnodig groot is. Dit geldt ook voor het geotextiel tussen de toplaag van gezette steen en het granulaire filter (uitvullaag, steenslag etc.): cel F5.

(24)

Verder is het noodzakelijk te kiezen tussen de invoer van het dwarsprofiel aan de hand van de coördinaten van het begin en eind van elk bekledingssegment, of aan de hand van taludhellingen. In het laatste geval moet het niveau van de ondergrens en bovengrens van een bekledingssegment en de taludhelling ingevoerd worden.

watersysteeem Stormduur [uur] Stormopzetverloop

Westerschelde 35 HR2006 fig. 2-10 (peil A = NAP)

Oosterschelde 35 Belastingduur afhankelijk van

waterstand:

htoets − 1 < h < htoets: tbelast = 5 uur htoets − 2 < h < htoets − 1: tbelast = 25 uur htoets − 3 < h < htoets − 2: tbelast = 20 uur

IJsselmeer 35 HR2006 fig. 2-10 (peil A = NAP)

Markermeer 35 HR2006 fig. 2-10 (peil A = NAP)

Randmeren 35 HR2006 fig. 2-10 (peil A = NAP)

Noordzee 35 HR2006 fig. 2-10 (peil A = NAP)

Waddenzee 45 HR2006 fig. 2-10 (peil A = NAP)

Benedenrivieren, deelgebied 1 en 2 35 HR2006 fig. 2-6 Benedenrivieren, deelgebied 3 t/m 5 12 Constante waterstand

Bovenrivieren 12 Constante waterstand

Ander gebied vrij te kiezen HR2006 fig. 2-10 (peil A = NAP) Tabel 3.1 Stormduur en stormopzetverloop zoals dat door STEENTOETS wordt aangehouden.

In bijzondere gevallen kan men, in afwijking van het Wettelijk Toetsinstrumentarium, kiezen voor een toetsing zonder de erosie van de onderlagen (reststerkte) mee te tellen. Er kan dan in cel F8 ‘nee’ ingevuld worden.

Langs de kust zal het meestal niet nodig zijn om op stroming te toetsen, omdat de steenzetting veel zwaarder wordt belast door golven. Door in cel F9 ‘nee’ in te vullen wordt de spreadsheet wat kleiner. Als Steentoets voor een dijkvak toch een stromingstoets zou moeten uitvoeren, wordt er een foutmelding gegeven.

Voor steenzettingen die boven het toetspeil liggen kan het toetsresultaat volgens Steentoets “check z2%” zijn. In dat geval heeft Steentoets de golfoploop geschat en vastgesteld dat de steenzetting mogelijk boven een halve golfoploophoogte (z2%/2) boven het toetspeil ligt. Als dat zo is, is de steenzetting goed. Maar omdat Steentoets slechts een schatting kan maken van de golfoploophoogte, moet men zelf met PC-Overslag de exacte waarde van de golfoploophoogte bepalen. Mocht de steenzetting toch onder het niveau toetspeil+z2%/2 liggen, dan moet in cel F11 ‘ja’ ingevuld worden. Steentoets geeft dan een beoordeling zonder onderscheid te maken tussen steenzettingen onder of boven het niveau toetspeil +z2%/2.

Nadere informatie over het rekenproces kan verkregen worden uit de werkbladen ‘Rekenproces Toetsing’ en ‘Rekenproces Ontwerp’. Deze werkbladen worden gevuld als in het werkblad ‘Algemeen’ in cel F15 ‘ja’ wordt ingevuld. De rekentijd neemt dan aanzienlijk toe, dus dit wordt afgeraden voor grote spreadsheets (meer dan 50 à 80 regels).

De hydraulische randvoorwaarden die men in het werkblad ‘Toetsgolven’ invult, zijn meestal bepaald inclusief het feit dat scheef invallende golven een kleinere belasting geven dan

(25)

loodrecht invallende golven. Tot en met 2010 was het de praktijk dat de golfcondities met het grootste product van Hs en Tp werden geselecteerd, onafhankelijk van de richting waar deze golven vandaan komen. In dat geval moet in cel F14 “nee” ingevuld worden. Tegenwoordig wordt er wel rekening gehouden met het feit dat scheef invallende golven een kleinere belasting geven, namelijk door de maatgevende golven te selecteren op basis van HsTp∙(cos)2/3. Dan mag in cel F14 “ja” ingevuld worden. Als men ten onrechte “ja” invult, rekent Steentoets mogelijk met een te lichte belasting en wordt een bekleding mogelijk onterecht goedgekeurd.

Ten slotte zijn er enkele bijzondere opties mogelijk voor ervaren Steentoets gebruikers die veel van steenzettingen afweten. Deze opties worden toegevoegd aan het menu ‘toetsing’ als er ‘ja’ wordt ingevuld in cel F17. Meer informatie hierover is te vinden in de documentatie (Klein Breteler 2014).

3.2 Golfrandvoorwaarden en stroming

In het werkblad ‘Toetsgolven’ wordt de mogelijkheid geboden om drie tabellen met golf-informatie op te geven.

In Kolom BZ in het werkblad ‘Toetsing’ moet per bekledingssegment (regel) worden aangegeven welke van de drie tabellen van toepassing is.

Onderstaand wordt een beschrijving gegeven van de invoerparameters in het werkblad ‘Toetsgolven’.

Figuur 3.2 Werkblad ‘Toetsgolven’ (afhankelijk van de instellingen kunnen kolommen verborgen zijn)

In cel B8 en D8 zijn respectievelijk het gebied en de stormduur weergegeven, zie Figuur 3.2. Deze gegevens kunnen hier niet veranderd worden. Dat kan alleen in het werkblad ‘Algemeen’ (eventueel door als ‘gebied’ te kiezen voor ‘anders’).

3.2.1 Locatie (Kolom A en B)

De locatie van de dijk waarvoor de golfrandvoorwaarden gelden wordt aangegeven in twee kolommen, zie Figuur 3.2. Men kan kiezen voor:

• dijkpaalnummers;

• X-coördinaten t.o.v. Parijs of Amersfoort (als elke volgende dijkvakbegrenzing oostelijker of westelijker ligt);

• Y-coördinaten t.o.v. Parijs of Amersfoort (als elke volgende dijkvakbegrenzing noordelijker of zuidelijker ligt);

(26)

• dijkvaknummers.

De soort locatie-aanduiding in het werkblad ‘Toetsgolven’ moet in elk geval overeenkomen met de locatie-aanduiding die in het werkblad ‘Toetsing’ gehanteerd wordt.

Op basis van de opgegeven subvakgrenzen in Kolom E en Kolom F van het werkblad ‘Toetsing’ selecteert Steentoets de bijbehorende golfrandvoorwaarden uit de tabel in het werkblad ‘Toetsgolven’.

NB: In een Engelstalige versie van Excel moeten de nummers met een decimale punt worden ingevoerd en in een Nederlandstalige versie met een komma.

3.2.2 Waterstanden (kolom C t/m E)

In kolom C t/m E moeten de volgende waterstandsgegevens ingevoerd worden: • Gemiddelde Laagwater (GLW)

• Gemiddelde Hoogwater (GHW) • Toetspeil

Voor het betreffende vak wordt het gemiddeld hoogwater in kolom D door Steentoets in Kolom CA van het werkblad ‘Toetsing’ overgenomen. Het toetspeil uit kolom E wordt in het werkblad ‘Toetsing’ weergegeven in Kolom CB.

Het GHW wordt gebruikt om vast te stellen of de klei gestructureerd zal zijn (waardoor de reststerkte kleiner is), en samen met het GLW wordt het gebruikt om de getijrange te berekenen die nodig is voor het bepalen van de belastingduur.

3.2.3 Stroomsnelheid (Kolom F)

Ten behoeve van de toetsing op een belasting door stroming langs de dijk kan in kolom F de grootte van de stroomsnelheid ingevoerd worden. Deze waarde wordt in het werkblad ‘Toetsing’ weergegeven in Kolom CH. Als het niet nodig is om op stroming te toetsen, dan is deze kolom verborgen.

3.2.4 Golfcondities (Kolom G t/m Kolom AJ)

In Kolom G t/m Kolom AJ kunnen in drie tabellen de door de RWS te leveren golfrandvoorwaarden worden ingevoerd. Per tabel kunnen voor 4 waterstanden combinaties van de significante golfhoogte en golfperiode worden opgegeven. Daarbij kan in de sheet ‘Algemeen’ worden gekozen of de piekperiode Tp of de spectrale periode Tm-1,0 in de golventabel ingevuld wordt.

De 4 waterstanden zijn standaard NAP+2 m, NAP+4 m, NAP+6 m en NAP+8 m, maar kunnen eventueel door de gebruiker worden gewijzigd. Het is essentieel dat van links naar rechts oplopende waterstanden worden gehanteerd (waarde in cel H9 moet kleiner zijn dan in cel J9 en die moet weer kleiner zijn dan in cel L9 en die moet weer kleiner zijn dan in cel N9). De waterstanden van tabel 2 en 3 moeten gelijk zijn aan die in tabel 1 (verandert automatisch mee, eventueel nadat F9 is aangeslagen).

(27)

Door Steentoets wordt uit de tabel, die in Kolom BZ van het werkblad ‘Toetsing’ is gekozen, de maatgevende waterstand en de bijbehorende significante golfhoogte en piekperiode bepaald (Kolom CD en Kolom CE in werkblad ‘Toetsing’). Hierbij wordt geïnterpoleerd of geëxtrapoleerd vanuit de opgegeven waarden in de tabel (let op: blanco wordt opgevat als 0). Extrapolatie naar waterstanden lager dan de laagste waterstand waarvoor golf-randvoorwaarden zijn opgegeven wordt uitgevoerd tot een minimale significante golfhoogte die in kolom AK wordt opgegeven. Als Kolom AK blanco is, wordt gerekend met 0,1 m als minimum.

Figuur 3.3 Voorbeeld van richting van normaal op de dijk en golfrichting ten opzichte van Noord.

Als men een locatie aan een meer of rivier heeft, dan is er één combinatie van waterstand, golfhoogte en periode, die bepaald is met Hydra. Er moet dan dus niet geïnterpoleerd worden tussen de golfcondities bij de verschillende waterstanden in de golventabel. Dit is te bereiken door in het werkblad ‘Algemeen’ bij het gebied “IJsselmeer”, “Markermeer” of “Randmeren” te kiezen. Er wordt dan gewerkt met de eerste waarden (bij de laagste waterstand) uit de golventabel. De rest van de tabel kan dan blanco blijven.

NB: Standaard moet in Kolom AK een minimale significante golfhoogte van 0,5 m worden aangehouden. In sommige gevallen zou de golfhoogte lager mogen zijn. Dit moet dan echter worden voorgelegd aan RWS, die hiermee akkoord moeten gaan. Daarna kan de waarde in Kolom AK worden verlaagd.

Daarnaast geldt dat de steenzetting minimaal getoetst wordt met een golfhoogte van 0,3 m die loodrecht inkomt, ook al voert men in Kolom AK een lagere waarde in.

Normaal op dijk: −70o N of +290oN Golven: −38o N of +322oN

(28)

3.2.5 Golfrichting

In kolom O, P, Y, Z, AI en AJ kan de golfrichting worden ingevoerd. Door Steentoets wordt uit de tabel, die in Kolom BZ van het werkblad ‘Toetsing’ is gekozen, de maatgevende golfinvalshoek (Kolom CF, werkblad ‘Toetsing’) voor de betreffende bekleding bepaald. De golfrichting moet in nautische notatie worden opgegeven. Dit is de richting waar de golven vandaan komen (zoals bij de windrichting), in graden ten opzichte van Noord. Een voorbeeld is gegeven in Figuur 3.3.

Er moeten altijd twee waarden ingevoerd worden die de begrenzing van de spreiding van de golfrichtingen weergeven. De waarden kunnen aan elkaar gelijk zijn. Als echter het verschil tussen de ondergrens en bovengrens van de richting minder is dan 30°, wordt dit in Steentoets vergroot naar 30°. De ongunstigste richting binnen deze richtingssector wordt gebruikt als maatgevende golfrichting.

Als de invloed van scheve golfaanval niet verdisconteerd is bij het afleiden van de maatgevende hydraulische randvoorwaarden, moet de toetsing en het ontwerp van de steenzetting uitgevoerd worden alsof de golven loodrecht invallen. Een beoordeling met loodrechte golfaanval wordt verkregen door in het werkblad ‘Algemeen’ in cel F14 ‘nee’ te kiezen. Alleen als er specifiek voor de beoordeling golfrandvoorwaarden zijn afgeleid waarin de invloed van de hoek van golfaanval is meegewogen, mag de invloed van scheve golfaanval meegeteld worden. Dit zal naar verwachting in de vierde toetsronde het geval zijn.

3.3 Toetsing

Alle gegevens over het dijkprofiel en de steenzettingen moeten ingevoerd worden in het werkblad ‘TOETSING’. Dit werkblad bevat een groot aantal kolommen waarin de gegevens over de dijk en de steenzetting ingevoerd kunnen worden, en een groot aantal kolommen met de rekenresultaten.

Als men van het ene Steentoetsbestand getallen kopieert naar het andere Steentoets-bestand, moet men vooraf zorgen dat beide op dezelfde wijze zijn ingesteld in het werkblad ‘Algemeen’. Beide moeten bijvoorbeeld ingesteld zijn op invoer met coördinaten, of beide met invoer aan de hand van taludhellingen.

Per regel kan een bepaald bekledingssegment ingevoerd worden. Meerdere regels bij elkaar vormen een compleet dwarsprofiel van de dijk, waarbij altijd de eerste regel het meest zeewaarts gelegen bekledingssegment is. Het programma identificeert aan de hand van de nummering van het dwarsprofiel (Kolom D) welke regels bij elkaar horen in één dwarsprofiel. Zodra het dwarsprofielnummer veranderd, gaat STEENTOETS ervan uit dat het om een andere dwarsprofiel gaat. Er kunnen vele tientallen dwarsprofielen in één spreadsheet getoetst worden. Als de spreadsheet echter meer dan 500 regels bevat, kunnen er soms problemen ontstaan. Het is dan aan te bevelen om het bestand te splitsen.

Een dijkprofiel kan representatief zijn voor een stuk dijk met een zekere lengte. De lengte hiervan hangt af van de eigenschappen van de steenzetting, de taludhelling, het voorland, de oriëntatie van de dijk en de golfrandvoorwaarden. Zolang al deze aspecten constant zijn, kan de dijk gerepresenteerd worden door één dijkprofiel. Zodra bijvoorbeeld de golfrandvoorwaarden veranderen, is men genoodzaakt om een nieuw dijkprofiel te definiëren.

(29)

Een nadere omschrijving van hoe dijk vakken onderscheiden kunnen worden is gegeven in het Technisch Rapport Steenzettingen.

In de volgende paragrafen wordt een korte toelichting gegeven bij de verschillende kolommen.

Ook in de spreadsheet is een korte toelichting bij elke kolom opgenomen. Als men met de cursor op de onderste regel van de kolomkop gaat staan, dan verschijnt er een korte toelichting in een commentaarveld.

Teneinde zo'n goed mogelijk resultaat van de berekeningen te verkrijgen, moeten zoveel mogelijk gegevens over de bekleding en het dijkprofiel ingevoerd worden. Soms zal men echter niet alle gegevens beschikbaar hebben. In dat geval kunnen cellen ook blanco gelaten worden. Het programma zal de ontbrekende gegevens zodanig aanvullen, dat er een conservatief (veilig) toetsresultaat of ontwerp resulteert (zie ook hoofdstuk 6). Sommige cellen moeten echter gevuld zijn, zoals het dwarsprofielnummer (Kolom D), de geometrie van het dijksegment, het type onderlaag, het type toplaag en de toplaagdikte.

Steeds wordt de granulaire laag (steenslag, puin, etc.) onder de toplaag van gezette steen een filter genoemd, ook als dit een uitvullaag is. Soms wordt voor de duidelijkheid filter/uitvullaag geschreven.

3.3.1 Foutindicatie (Kolom A)

In de eerste kolom (Kolom A) wordt met behulp van een kleur aangegeven of er op de betreffende regels foutmeldingen of waarschuwingen van toepassing zijn (zie ook paragraaf 4.9). De volgende kleuren worden gehanteerd:

• wit: geen berekening uitgevoerd voor de betreffende regel

• grijs: geen foutmeldingen of waarschuwingen voor de betreffende regel • blauw: er is een waarschuwing in Kolom DI voor de betreffende regel

• magenta: er is een foutmelding in Kolom DH voor het betreffende dwarsprofiel

Als er op één regel van een dwarsprofiel een foutmelding ontstaat, dan zijn de andere regels mogelijk ook niet goed omdat een aantal aspecten van de toetsing afhankelijk zijn van het gehele dwarsprofiel. Daarom wordt in Kolom A het hele dwarsprofiel voorzien van een magenta kleur, terwijl wellicht slechts in één regel een foutmelding staat. Het is essentieel dat alle foutmeldingen in een dwarsprofiel verholpen worden, omdat anders de resultaten niet betrouwbaar zijn.

3.3.2 Identificatie van het dwarsprofiel (Kolom B t/m Kolom I)

Er zijn een aantal kolommen gereserveerd voor het identificeren van het dijkprofiel en het aangeven van de locatie ervan:

• Kolom B: naam van de te toetsen dijk.

De naamgeving is volledig vrij en mag bestaan uit letters en cijfers. Voor het bepalen van het toetsresultaat wordt door STEENTOETS geen gebruik gemaakt van deze naam.

(30)

• Kolom C: vlaknummer.

Het vlaknummer is een identificatienummer van een steenzetting. Voor het bepalen van het toetsresultaat wordt door STEENTOETS geen gebruik gemaakt van dit nummer. • Kolom D: dwarsprofielnummer.

Het dwarsprofielnummer moet bestaan uit een cijfer, eventueel met decimalen, maar zonder letters. Aan de hand van het dwarsprofielnummer en de subvakgrenzen bepaald STEENTOETS welke regels bij elkaar horen. Als het nummer anders is dan de regel erboven, gaat STEENTOETS ervan uit dat er sprake is van een nieuw dwarsprofiel. Het programma let alleen op veranderingen van dit nummer bij twee opeenvolgende regels. Opeenvolgende dwarsprofielen worden door STEENTOETS van elkaar gescheiden door een dikke horizontale streep. Hierdoor kan worden gecontroleerd of dit op een correcte wijze is gebeurd.

• Kolom E en Kolom F: subvakgrenzen

De locatie van het dijkprofiel, waar dezelfde golfrandvoorwaarden gelden, wordt aange-geven in twee kolommen. Men kan kiezen voor:

– dijkpaalnummers;

– X-coördinaten t.o.v. Parijs of Amersfoort (als elke volgende dijkvakbegrenzing oostelijker of westelijker ligt);

– Y-coördinaten t.o.v. Parijs of Amersfoort (als elke volgende dijkvakbegrenzing noordelijker of zuidelijker ligt);

– dijkvaknummers.

De soort aanduiding moet in elk geval overeenkomen met de locatie-aanduiding die in het werkblad ‘Toetsgolven’ gehanteerd wordt.

Op basis van de opgegeven subvakgrenzen in Kolom E en Kolom F selecteert Steentoets de bijbehorende golfrandvoorwaarden uit de tabel in het werkblad ‘Toetsgolven’.

• Kolom G: aanlegjaar.

Voor de eigen administratie kan men hier invullen in welk jaar de steenzetting is aangelegd. Voor het bepalen van het toetsresultaat wordt door STEENTOETS hiervan geen gebruik gemaakt.

• Kolom H: schadejaar.

Als er wel eens schade is opgetreden aan de betreffende steenzetting, dan kan men voor de eigen administratie het jaartal invullen. Voor het bepalen van het toetsresultaat wordt door STEENTOETS hiervan geen gebruik gemaakt.

• Kolom I: havendam of dijk

Als het desbetreffende dwarsprofiel een havendam is, moet dat hier aangegeven worden door een j of ja in te voeren. Als de cel blanco is, wordt aangenomen dat het een dijk is. Een havendam onderscheidt zich van een dijk doordat er aan twee zijden water staat.

3.3.3 Geometrie van het dijkprofiel en eigenschappen van de steenzetting (Kolom J t/m Kolom V) In tegenstelling tot Steentoets 4.0 moet in STEENTOETS2014 het hele dwarsprofiel ingevoerd worden, zodat Steentoets goed rekening kan houden met de klemming in de steenzetting. Dit geldt met name voor alle bovenliggende segmenten (ook wel tafels genoemd), boven het te toetsen segment (zie ook paragraaf 3.3.11). Maar ook de segmenten eronder hebben invloed, bijvoorbeeld doordat ze bepalend zijn voor de fictieve taludhelling. De geometrie van de dijk of havendam en het voorland en het soort bekleding kan ingevoerd worden in Kolom J t/m Kolom V:

(31)

• Kolom J: richting dijknormaal

De dijkoriëntatie is gelijk aan de richting van de normaal op de dijk of havendam, richting het water, ten opzichte van Noord. Dit is nader uitgelegd in Figuur 3.3 en paragraaf 3.2.5.

• Kolom K en Kolom L: niveau en helling van het voorland.

In deze kolommen kan het niveau bij de teen en de helling van het voorland (wad, schor, kwelder, uiterwaarde, etc.) ingevoerd worden. Voor de helling gaat het om het gemiddelde van de eerste orde 30 à 50 m vanaf de teen van de dijk.

Voor het bepalen van het niveau bij de teen wordt de gemiddelde lijn door het voorland doorgetrokken tot hij het talud (of de verlenging van het talud) snijdt. Het snijpunt bepaalt het niveau van de teen. Dit is bijvoorbeeld relevant als het voorland steeds steiler oploopt tot het onderbeloop (zie Figuur 3.4). Als het onderste segment van de steenzetting lager begint dan het niveau van de teen, wordt desondanks het gehele segment getoetst.

Figuur 3.4 Niveau teen indien het voorland steeds steiler oploopt naar de dijk. • Kolom M t/m Kolom P: coördinaten van het bekledingssegment.

Deze kolommen zijn alleen zichtbaar als er in het werkblad ‘Algemeen’ gekozen is voor invoer van de geometrie met coördinaten. Elk deel van het dwarsprofiel met constante taludhelling en bekledingseigenschappen wordt op een aparte regel ingevoerd en de coördinaten van de onderste overgang of overgangsconstructie (einde van dit bekledingssegment aan de onderzijde) en bovenste overgang(sconstructie) (einde van dit bekledingssegment aan de bovenzijde) worden in deze kolommen ingevoerd, zie Figuur 3.5. De horizontale coördinaat is Y (Kolom M en Kolom O) en de verticale is Z (Kolom N en Kolom P). De horizontale as moet richting het land lopen. De verticale coördinaten zijn ten opzichte van NAP.

De eerste regel van een dwarsprofiel moet het meest zeewaarts gelegen bekledingssegment zijn. Alle bekledingssegmenten moeten op volgorde ingevoerd

worden, werkend van de zee (meer/rivier) naar het land. Bij twee opeenvolgende regels moeten de coördinaten van de bovenste overgang(sconstructie) van de eerste regel gelijk zijn aan die van de onderste overgang(sconstructie) van de tweede regel. Kleine verschillen (tot 5 cm) zijn acceptabel. Als de verschillen groter zijn, volgt er een foutmelding (gat in profiel).

Als twee opeenvolgende regels een zeer flauw talud hebben (tan < 1/9), wordt aangenomen dat ze beide op de berm liggen. Voor het bepalen van de bermbreedte wordt de breedte van de beide segmenten opgeteld. Ze worden uiteraard elk apart getoetst, omdat ze verschillende bekledingen kunnen hebben. Aanbevolen wordt om altijd het gehele dwarsprofiel in te voeren, omdat alleen dan Steentoets in staat is de juiste fictieve taludhelling te berekenen en de juiste mate van klemming te verdisconteren. Verder geldt dat het van groot belang is het juiste type

voorland

(32)

overgang(sconstructie) in te voeren, omdat dit een grote invloed op de stabiliteit kan hebben (zie Kolom BQ).

Figuur 3.5 Verdeling van dwarsprofiel in bekledingssegmenten

• Kolom Q en Kolom R: niveau ondergrens en bovengrens van bekledingssegment ten opzichte van NAP.

Deze kolommen zijn alleen zichtbaar als er in het werkblad ‘Algemeen’ gekozen is voor invoer van de geometrie met taludhellingen. Elk deel van het dwarsprofiel met constante taludhelling en bekledingseigenschappen wordt op een aparte regel ingevoerd en de niveaus van de onderste overgang(sconstructie) (einde van dit bekledingssegment aan de onderzijde) en bovenste overgang(sconstructie) (einde van dit bekledingssegment aan de bovenzijde) worden in deze kolommen ingevoerd, zie Figuur 3.5.

De eerste regel van een dwarsprofiel moet het meest zeewaarts gelegen bekledingssegment zijn. Alle bekledingssegmenten moeten op volgorde ingevoerd

worden, werkend van de zee (meer/rivier) naar het land. Bij twee opeenvolgende regels moeten de niveaus van de bovenste overgang(sconstructie) van de eerste regel gelijk zijn aan die van de onderste overgang(sconstructie) van de tweede regel. Kleine verschillen (tot 5 cm) zijn acceptabel. Als de verschillen groter zijn, volgt er een foutmelding (gat in profiel). De kruin van een havendam moet wel precies horizontaal zijn.

Aanbevolen wordt om altijd het gehele dwarsprofiel in te voeren, omdat alleen dan Steentoets in staat is de juiste fictieve taludhelling te berekenen en de juiste mate van klemming te verdisconteren. Verder geldt dat het van groot belang is het juiste type overgang(sconstructie) in te voeren, omdat dit een grote invloed op de stabiliteit kan hebben (zie Kolom BQ).

• Kolom S: taludhelling

Deze kolom is alleen zichtbaar als er in het werkblad ‘Algemeen’ gekozen is voor invoer van de geometrie met taludhellingen. Hier moet de gemiddelde taludhelling van het bekledingssegment ingevoerd worden. Als er significante verschillen zijn in taludhelling (anders dan enige tonrondte), moet het segment opgedeeld worden in ten minste twee segmenten. niveau voorland Voorland, helling en niveau in Kolom K en Kolom L alleen invoeren in 1ste regel van dwarsprofiel (bv. regel 8) 1ste bekledings-segment, invoeren in 1ste regel van dwarsprofiel (bv. regel 8) 2de bekledings-segment, invoeren in 2de regel van dwarsprofiel (bv. regel 9) 3de bekledings-segment, invoeren in 3de regel van dwarsprofiel (bv. regel 10) Y Z (t.o.v. NAP) 4de bekledings-segment, invoeren in 4de regel van dwarsprofiel (bv. regel 11) Niveau bovengrens 1ste

bekledings-segment en niveau ondergrens 2de bekledingssegment

Niveau bovengrens 2de bekledings-segment en niveau ondergrens 3de bekledingssegment

(33)

• Kolom T: segmentbreedte

Deze kolom is alleen zichtbaar als er in het werkblad ‘Algemeen’ gekozen is voor invoer van de geometrie met taludhellingen. Als de taludhelling 0 is (horizontale berm of kruin), moet hier de breedte van het segment ingevoerd worden. Als de taludhelling niet 0 is, mag deze cel blanco blijven.

• Kolom U: toplaagtype

Het type toplaag wordt aangeduid met een code (een getal). Voor elk type toplaag is er een unieke code. Een overzicht van de typen toplagen en bijbehorende codes is gegeven in het werkblad ‘Info’ (zie appendix D van deze handleiding).

Als de steenzetting is ingegoten met gietasfalt, dan wordt de tweede decimaal van het typenr. een 1, en als het is ingegoten met beton, dan wordt de tweede decimaal een 2. Bijvoorbeeld:

– Met gietasfalt ingegoten basalt: 26.01

– Met beton ingegoten Vilvoordse Steen: 28.12

Als er sprake is van hergebruikte betonzuilen, dan dient men 27.09 als type toplaag in te voeren. Hergebruikte betonzuilen kunnen een lagere stabiliteit hebben dan nieuwe, en daarom zal de toetsing in veel gevallen het toetsresultaat ‘geavanceerd’ geven. Afhankelijk van de instelling zal in een Engelstalige versie van Excel de code (het getal) een punt dienen te bevatten (bijvoorbeeld 27.1), maar in een Nederlandstalige versie van Excel een komma (bijvoorbeeld 27,1).

Bij basalt heeft men de keuze uit 26.0 en 26.1. In het eerste geval gaat het om normale basalt die nog niet eerder zwaar belast is geweest door golven. Bij basalt van het type 26.1 is dat wel het geval en is na deze zware belasting de hier en daar opgetreden schade goed hersteld. Ook als bij de bouw ervoor gezorgd is dat alleen goede zuilen zijn toegepast, mag getoetst worden met 26.1. Voorbeelden van slechte zuilen zijn gegeven in Figuur 5.1.

• Kolom V: type onderlagen

In Kolom V moet het type onderlaag (of typen onderlagen) worden ingevoerd in kleine

letters. Een type onderlaag wordt aangeduid met een unieke tweeletterige code

(bijvoorbeeld pu voor puin). Een overzicht van de typen onderlagen en bijbehorende codes is gegeven in het werkblad ‘Info’ (zie appendix D van deze handleiding). Als er meerdere onderlagen zijn, moeten de codes voor deze onderlagen achterelkaar worden gezet met een spatie ertussen, te beginnen met de bovenste laag (bijvoorbeeld st ge voor steenslag als bovenste onderlaag en geotextiel als onderste onderlaag). Voor vlijlagen geldt dat er minstens twee lagen aanwezig moeten zijn en dat deze in goede staat moeten verkeren, anders moet niet aangegeven worden dat er vlijlagen aanwezig zijn.

Bij mijnsteen wordt er van uitgegaan dat het breed gegradeerd is. Dit is van invloed op de eenvoudige toetsing van het mechanisme ‘materiaaltransport vanuit de ondergrond’. Ook klei telt mee als onderlaag, maar zand niet: pu vl kl = puin op vlijlagen op klei. Nadat de geometrie is ingevoerd is het mogelijk om in het werkblad ‘Algemeen’ de keuze voor invoer van de geometrie met ‘coördinaten’ te veranderen in ‘taludhellingen’, of andersom. De ingevoerde getallen worden dan omgerekend. Kleine onvolkomenheden worden daarbij gecorrigeerd, zoals het niet perfect aansluiten van twee segmenten (bovengrens in het segment wijkt minder af dan 5 cm van de ondergrens van het opvolgende segment). Als er echter meerdere van dit soort onvolkomenheden zijn, dan lukt dat niet meer. Het is dan denkbaar dat de kleine fouten in de geometrie, die tijdens het rekenen geen probleem geven, toch tot ongewenste invoer en foutmeldingen leiden.

(34)

3.3.4 Toplaag (Kolom W tot en met Kolom AQ)

Er zijn 22 kolommen ten behoeve van de eigenschappen van de toplaag. Niet al deze kolommen zijn altijd relevant. Voor de meest voorkomende steenzettingen hoeven slechts ongeveer 7 kolommen ingevuld worden.

• Kolom W, Kolom X en Kolom Y: afmetingen van de stenen in de steenzetting.

De dikte van de toplaag (D), de breedte van de stenen (B, haaks op de waterlijn) en de lengte van de stenen (L, evenwijdig aan de waterlijn) moeten in deze kolommen ingevuld worden. Voor sommige type steenzettingen, zoals Basalton, basalt, etc., zijn de lengte en breedte variabel. In dat geval kan men volstaan met het invoeren van alleen de toplaagdikte, in combinatie met het percentage open oppervlak (spleten en gaten) in Kolom AB.

Voor het toetsen van basalt geldt dat als de zetting goed geklemd lijkt te zijn (zie toelichting bij Kolom AN), er gerekend moet worden met de kleinste waarde van de gemiddelde zuilhoogte op het dijkvak. Op een aantal locaties wordt een zuil uit de bekleding getrokken en worden de zuilen rond het gat en de getrokken zuil opgemeten. Dit levert een gemiddelde zuilhoogte. Van alle locaties tezamen wordt de kleinste waarde gekozen om in te voeren in STEENTOETS.

Als de zetting niet goed geklemd lijkt te zijn, moet gerekend worden met een schatting van de kleinste waarde van de zuilhoogte (net als bij het ontwerp).

Voor de toetsing of het ontwerp is het essentieel dat de dikte van de toplaag wordt ingevoerd. Anders kunnen er geen berekeningen worden uitgevoerd.

• Kolom Z, Kolom AA en Kolom AB: spleetbreedte en open oppervlak.

De afmetingen van de openingen tussen de stenen die bijdragen aan de doorlatendheid van de steenzetting kunnen hier ingevuld worden. Voor rechthoekige blokken vult men de gemiddelde breedte van stootvoegen (lopend in de richting haaks op de waterlijn) en de langsvoegen (lopend in de richting evenwijdig aan de waterlijn) in, en laat men de cel m.b.t. het open oppervlak blanco. Voor steenzettingen met een variabele spleetbreedte (zoals basalt, Basalton) laat men juist de cellen voor de spleetbreedte blanco en vult men het gemiddelde percentage open oppervlak in (als voor een zuilenzetting alleen spleetbreedtes worden opgegeven, dan levert dat een foutmelding). Het percentage open oppervlak is het oppervlak aan spleten en gaten, gedeeld door het totale oppervlak maal 100%. Als van een steenzetting met blokken een betere schatting beschikbaar is van het percentage open oppervlak dan de spleetbreedte, kan men volstaan met het invoeren van dit percentage open oppervlak.

Voor de spleetbreedtes en percentage open oppervlak zijn (veilige) standaardwaarden afgeleid die hier ingevuld kunnen worden (zie appendix C). Bij voorkeur wordt de spleetbreedte opgemeten en wordt de gemiddelde waarde in STEENTOETS ingevoerd. • Kolom AC tot en met Kolom AI: gaten in de stenen.

In Kolom AC kan men aangeven of er gaten in de stenen aanwezig zijn die bijdragen aan de waterdoorlatendheid van de steenzetting. Als dat zo is, dan moet in het werkblad ‘Algemeen’ dat ook aangegeven worden, want daardoor worden Kolom AD tot en met Kolom AI zichtbaar. De meeste moderne steenzettingen hebben geen gaten in de stenen en daarom is standaard in het werkblad ‘Algemeen’ aangegeven dat er geen gaten zijn, waardoor de 6 kolommen verborgen blijven en het werkblad wat overzichtelijker is.

Er kunnen gaten met verschillende afmetingen in de stenen zitten. STEENTOETS houdt rekening met drie verschillende afmetingen, genaamd gattype 1, 2 en 3. Van elk van deze type gaten kunnen meerdere gaten in een stenen zitten. In Kolom AD moet de grootte van de gaten van het type 1 ingevoerd worden, en in Kolom AE het aantal. Hetzelfde geldt voor gaten van type 2 en 3 in Kolom AF tot en met Kolom AI. Als er